数字电子技术项目六脉冲信号的产生与整形课件.ppt

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1、数控系统机床结构编码器数字电子技术主讲人：目 录1数制和码制2逻辑门电路3组合逻辑电路4集成触发器5时序逻辑电路6脉冲信号的产生与整形7数模和模数转换器8大规模数字集成器件及应用06集成触发器项目导读本项目首先讨论 555 定时器的基本 单元电路及其工作原理，进而讨论由555 定时器构成的单稳态触发 器、多谐振荡器和施密特触发器等，并对 他们的功能、特点及 应用作概括介绍。能力目标 通过制作双音门铃的实例让学生了解脉冲的产生于整形电路。掌握555 定时器的电路结构与基本逻辑功能。掌握用555 定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的方法，了解其工作原理。任务6.1 555定时器及其

2、应用任务6.2 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器任务浏览任务6.1 555定时器及其应用6.1.1 555定时器的电路结构555定时器是一种多用途模拟与数字功能相结合的混合集成电路，使用方便、灵活，应用广泛。555定时器的内部电路结构图及引脚排列如图6.1(a)和6.1(b)所示。1.施密特触发器的电路组成和工作波形(1)施密特触发器的电路符号，如图6.3（a）所示。(2)施密特触发器的电压传输特性。2.施密特触发器的电路符号和电压传输特性施密特触发器的电路组成和工作波形，如图6.2(a)和6.2(b)所示。任务6.2 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器6.2.1 用555定时器组成

3、施密特触发器3.施密特触发器的工作原理1.单稳态触发器的电路组成单稳态触发器的工作波形如图6.5 所示。2.单稳态触发器的工作原理将555 定时器的置位控制端2 脚作为电路的触发输入端，复位控制端6 脚与放电端7 脚相连后再与定时元件R、C 连接，即构成了单稳态触发器如图6.4 所示。任务6.2 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器6.2.2 用555定时器组成单稳态触发器1.多谐振荡器的电路组成和工作波形多谐振荡器的电路组成和工作波形，分别如图6.6（a）和6.6(b)所示。2.多谐振荡器的工作原理任务6.2 施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器6.2.3 用555定时器组成多谐振荡器实

4、训任务 当按钮开关AN按下时，开关闭合，VCC经D2向C3充电，P点（脚4）电位迅速充至VCC，复位解除。由于D1将R3旁路，VCC经D1、R1、R2向C充电，充电时间常数为（R1+R2）C，放电时间常数为R2C，多谐振荡器产生高频振荡，喇叭发出高音。当按钮开关AN松开时，开关断开，由于电容C3储存的电荷经R4放电要维持一段时间，在P点电位降至复位电平之前，电路将继续维持振荡。但此时VCC经R3、R1、R2向C充电，充电时间常数增加为（R3+R1+R2）C，放电时间常数仍为R2C，多谐振荡器产生低频振荡，喇叭发出低音。当电容C3持续放电，使P点电位降至555的复位电平以下时，多谐振荡器停止振荡

5、，喇叭停止发声。调节相关参数，可以改变高、低音发声频率以及低音维持时间。知识拓展根据学校（院）数控机床的数量和学生的数量，把学生分成若干小组互相讲解数控机床的结构组成和各部分的功用。石英晶体多谐振荡器 在许多数字系统中，都要求时钟脉冲频率十分稳定。例如，在数字钟表里，计数脉冲频率的稳定性，就直接决定着计时的精度。在上面介绍的多谐振荡器中，由于其工作频率取决于电容C充、放电过程中电压到达转换值的时间，因此稳定度不够高。一般在对振荡器频率稳定度要求很高的场合，都需要采取稳频措施。其中最常用的一种方法就是利用石英谐振器（简称石英晶体或晶体），构成石英晶体多谐振荡器。一、石英晶体的选频特性石英晶体本身

6、的固有振荡频率（也称晶体的标称频率）常记为f0，由晶体本身的特性决定。石英晶体的电抗频率特性和符号如图6.10所示。当晶体的工作频率ff0时，体呈电容性，电抗值X0；当ffO时，晶体呈电感性，电抗值X0；当ffO时，晶体的电抗值X0。知识拓展根据学校（院）数控机床的数量和学生的数量，把学生分成若干小组互相讲解数控机床的结构组成和各部分的功用。二、石英晶体多谐振荡器 常用的石英晶体多谐振荡器如图6.11所示，R1、R2的作用是使两个反相器在静态时都工作在转折区，成为具有很强放大能力的放大电路。若是TTL门，常取R1=R2=0.72 k；若是CMOS门则常取R1=R2=10100 M；C1=C2是耦合电容。石英晶体工作在固有振荡频率f0下，只有频率为f0的信号才满足振荡条件。因此，电路的振荡频率f=f0，与外接元件R、C无关，所以这种电路振荡频率的稳定度很高。在非对称式的多谐振荡器电路中，为了达到稳定频率的目的，也可以接入石英晶体构成石英晶体多谐振荡器。该电路的振荡频率也与外接电阻和电容的参数无关，同样等于石英晶体的谐振频率。